蛋白质的结构与功能，基本知识和练习题

　　

　　蛋白质的结构与功能

　　一、蛋白质的基本单位

　　1． 所有的蛋白质都是由 ________ 构成的 ， 不同的蛋白质所包含的氨基酸的 ________ 和________ 不同 ， 组成动植物蛋白质的氨基酸约 ________ 种 。

　　思考与讨论： 在自然界中氨基酸只有 20 种吗 ？

　　2． 氨基酸的结构共性 ： 每种氨基酸分子都至少含有一个 ________ 和一个 ________ ， 并且 都 有 一 个 氨 基 和 一 个 羧 基 连 在 ________ 上 。 氨 基 酸 的 结 构 通 式 可 表 示 为 ：

　　__________________ ______________________________________________________ 。

　　二、蛋白质的结构

　　蛋白质的形成过程 ：

　　

　　①②③④ 分别是指 ______ 、 ______ 、 ______ 、

　　________________________________________________________________________ 。

　　思考与讨论： 一条肽链中的氨基酸数与肽键数有什么关系 ？ 蛋白质分子中呢 ？

　　三、蛋白质的功能

　　蛋白质结构的多样性决定了其功能的多样性 。 蛋白质的功能主要表现在 ________ 、

　　________ 、结构 、运输 、________ 、________ 、________ 等方面 。生命现象的多姿多彩就是通过 ________ 来体现的 。

　　1． 组成蛋白质的 20 种氨基酸之间的主要区别在于 ( )

　　A． 氨基的数量不同 B． 羧基的数量不同

　　C． 碳原子数量不同 D． R基结构不同

　　2． 结晶牛胰岛素由 A、 B两条肽链组成 ， A 链有 21 个氨基酸残基 ， B链有 30 个氨基

　　酸残基 ， 则结晶牛胰岛素分子结构中所含的肽键数和在形成过程中脱去的水分子数依次是

　　( )

　　A． 48 ,49 B． 49 ,49

　　C． 50,50 D． 51 ,49

　　3． 丙氨酸的 R基为 — CH 3， 赖氨酸的 R基为 — C4H10N， 由它们缩合成的二肽分子中含

　　有的 C、 H、 O、 N 原子数分别为 ( )

　　A． 9 21 4 3 B． 9 19 4 3

　　C． 9 19 3 3 D． 9 19 3 2

　　4． 蛋白质和多肽的主要区别是 ( )

　　A． 蛋白质具有更为复杂的空间结构

　　B． 蛋白质的氨基酸比多肽多

　　C． 蛋白质的相对分子质量比多肽大

　　D． 蛋白质能水解成多种氨基酸

　　5． 下列物质中 ， 有的属于构成蛋白质的氨基酸 ， 有的不是 。 若将其中的氨基酸缩合成多肽 ， 请回答下列问题 ：

　　① NH2CHHCOOH

　　② NH 2— CH 2— CH 2OH

　　③ NH 2CHCOOHCH 2COOH

　　④ NH 2CHCOOHCH 2OH

　　⑤ NH 2(CH 2)4CHCOOHNH 2

　　⑥ NH 2— CH 2— CH 2— COOH

　　(1) 该肽链由 ________ 个氨基酸缩合而成 ， 内含 ________ 个肽键 ， 叫 ________ 。

　　(2) 组成该条肽链的氨基酸的结构通式可表示为 ________ 。

　　(3) 该条肽链中 R基共有 ____ 种 ， ④ 的 R基是

　　______________________________________________________ __________________ 。

　　(4) 该条肽链中含有 ______ 个氨基和 ______ 个羧基 。

　　(5) 该肽链的相对分子质量与组成其氨基酸的相对分子质量相比减少了 ________ 。

　　第二单元 细胞的自我保障

　　1． 同为组成生物体蛋白质的氨基酸 ， 酪氨酸几乎不溶于水 ， 精氨酸易溶于水 ， 这种差异的产生取决于 ( )

　　A． 两者 R基团组成的不同

　　B． 两者的结构完全不同

　　C． 酪氨酸的氨基多

　　D． 精氨酸的羧基多

　　2.已知某种氨基酸的分子式是 C6H14O2N2 ，则该 氨基酸的 R基为 ( )

　　A． — C4H10N B ． — C4H10O

　　C． — C4H10ON D ． — C5H11N

　　3．下列关于肽键的描述正确的是 ( )

　　A．在缩合过程中所形成的肽键数一定等于所失去的水分子数

　　B．肽键可以表示为： CO — NH 或 NH — CO

　　C．几条肽链在形成蛋白质的过程中也通过肽键连接起来

　　D．一个十肽分子比一个八肽分子多一个肽键

　　4.现有氨基酸 800 个 ， 其中氨基总数为 810 个 ， 羧基总数为 808 个 ， 则由这些氨基酸合成的含有 2条肽链的蛋白质共有肽键 、氨基和羧基的数目依次分别为 ( )

　　A． 798 、 2和 2 B． 798 、 12 和 10

　　C． 799 、 1和 1 D． 799 、 11 和 9

　　5．甘氨酸 (C 2H5O2N) 和另一种氨基酸反应生成二肽的分子式为 C7H12O5N2，则另一种氨基酸为 ( )

　　A． HOOCCHNH 2CH 2CH 2COOH

　　B． CH 2CH 2CH 2CHCOOHNH 2

　　C． HOOCCH 2CHNH 2CH 2COOH

　　D． H2N— (CH 2)4— COOH

　　6． 下列因素与蛋白质的多样性无关的是 … ( )

　　A． 氨基酸 (残基 )的数量和种类

　　B． 缩合的方式

　　C． 氨基酸的排列顺序

　　D． 肽链的空间结 构

　　7． 分子式为 C1 864 H3 012 O576 N468 S21的蛋白质中 ， 至多有多少个肽键 ( )

　　A． 1 864 B． 3 011

　　C． 575 D． 467

　　8． 在下列生理过程中 ， 有蛋白质参与的是 ( )

　　① 食物中营养物质的消化 ② 外界物质进出细胞 ③ 人体的运动 ④ 人体抵抗外界病原体的入侵 ⑤ 胰岛素对血糖的调节 ⑥ 血液中氧气的运输

　　A． ①②③④⑤⑥ B． ①②③④⑤

　　C． ②③④⑤⑥ D． ①②③④⑤⑥

　　

　　9．鹅膏草碱是一种毒菇的毒素 ，它是一种环状八肽 。若 20 种氨基酸的平均相对分子质量为 128 ， 则鹅膏草碱的相对分子质量约为 ( )

　　A． 1 024 B． 898

　　C． 880 D． 862

　　10 ． 胰岛素是一种蛋白质类激素 ， 其主要作用是调节机体的糖代谢 。 我国已于 1965 年第一次人工合成具有全部生物活性的结晶牛胰岛素 ，这在向揭开生命奥秘的历程中迈进了一大步 。下图为结晶牛胰岛素的模式图 ，其 α链有 21 个氨基酸 ，β链有 30 个氨基酸 ，试回答 ：

　　(1) 该分子中的 51 个氨基酸先在胰腺细胞的核糖体上经 ________ 方式形成两条肽链 ，这两条肽链通过一定的 _____ ___ ，如图中的 ________ 相互连接在一起 ，最后形成具有 ________结构的胰岛素分子 ； 该蛋白质分子中的氨基酸种类不会超过 ________ 种 。

　　(2) 这 51 个氨基酸形成胰岛素后 ，其相对分子质量比原来减少了 ________ 。每条肽链的首端与末端分别是 ________ 和 ________ 。

　　(3) 该胰岛素分子所含有的氨基和羧基至少分别是 ________ 、 ________ ， 如果胰岛素分子彻底水解需要为其提供 ________ 分子的水 。

　　答案与解析

　　课前预习

　　一 、 1.氨基酸 种类 数量 20

　　思考与讨论： 不是 。在自然界中氨基酸可达 180 多种 ，只是在生物体内参与蛋白质构成的氨基酸约 20 种 。

　　2． 氨基 (— NH 2) 羧基 (— COOH) 同一个碳原子 H2NCRHCOOH

　　二 、 缩合 二肽 缩合 多肽

　　思考与讨论： 在一条肽链中 ， 有 n个氨基酸分子 ， 则有 (n－ 1)个肽键 ； 在一个蛋白质分子中 ， 有 n个氨基酸分子 ， 有 m 条肽链 ， 则肽键的数目是 (n－ m) 。

　　三 、 催化 调节 运动 免疫 信息传递 蛋白质

　　课堂巩固

　　1． D 2.B

　　3． C 根据氨基酸的结构通式写出两种氨基酸的结构式 (将 R 基分别换成 — CH 3和

　　— C4H10N) ，可以得到丙氨酸的 分子式是 C3H7O2N，赖氨酸的分子式是 C6H14O2N2。二者缩合形成二肽的过程中失去一分子的水，所以二肽分子中含有的 C、 H、 O、 N 原子数分别为9,19 ,3,3。

　　4． A

　　5． 答案： (1)4 3 四肽

　　(2)NH 2CRHCOOH

　　(3)4 — CH 2OH

　　(4)2 2

　　(5)54

　　解析： 这几种化合物中， ② 没有羧基， ⑥ 的氨基和羧基不是连在同一个 C 原子上，都不是构成蛋白质的氨基酸。 ①③④⑤ 是构成蛋白质的氨基酸，所以可以形成一个四肽分子，其中含有 3个肽键，失去 3分子的水。

　　课后检测

　　1． A 组成生物体蛋白质的氨基 酸共有 20 种，这 20 种氨基酸所不同的只有 R基，各种氨基酸所表现出来的各种不同的性质取决于它们 R基的不同。

　　2． A 3.A

　　4．B 在每一条肽链中，肽键数总比氨基酸数少 1，所以，已知氨基酸数和所形成的肽链数很容易求出肽键数： 800 － 2＝ 798 ；氨基酸总数 800 个，氨基总数为 810 个，羧基总数为 808 个，说明其中有 10 个氨基酸含有 2个氨基， 8个氨基酸含有 2个羧基。所以在最后形成的 2条肽链中，共有氨基和羧基总数分别是 12 和 10( 假设一条肽链中的所有氨基酸都只有一个氨基和一个羧基，那么该肽链中只含有一个氨基和一个羧 基 )。

　　5． A 二肽的形成过程中会失去一个水分子，同样，二肽分解为两个氨基酸需要添加

　　一个水分子。二肽的分子式为 C7H12N2O5，在加一分子的水 (H 2O) ，就是两个氨基酸所有的原子组成，减去甘氨酸的原子组成 (C 2H5O2N) ，变为 (C 5H9O4N) ，再减去一个氨基酸中固定的2个碳、 4个氢、 1个氮和 2个氧，则另一个氨基酸的 R基是 — C3H5O2，故 A 正确。

　　6． B 所有蛋白质的形成过程中缩合的方式都是相同的，形成的肽键结构也都相同。

　　7． D 一个氨基酸分子中的 C、 H、 O、 S等元素的数目都是不能确定的，而 N 元素的数量则比较固定，绝大部分的氨基酸分子都只含有一个 N。该分子式中 N 原子的数量是 468 ，所以该蛋白质最多含有 468 个氨基酸，至多可形成肽键 467 个。

　　8． D

　　9． C 本题是一个由氨基酸缩合形成多肽的题目。本题的易错点在于 “ 环状 ” 而非一般情况下的 “ 链状 ” 。8个氨基酸形成环状八肽，共失去了 8分子水，所以鹅膏草碱的相对分子质量应为 128 × 8－ 18 × 8＝ 880 。

　　10 ． 答案： (1) 脱水缩合 化学键 二硫键 (— S— S— ) 一定空间 20 (2)888 氨基(— NH 2) 羧基 (— COOH) (3)2 2 49

　　解析： 分析图 知，该蛋白质分子共有 2条肽链， 51 个氨基酸，在肽链内部和肽链之间形成了 3个二硫键。氨基酸与氨基酸之间是通过肽键相连，而肽链与肽链之间不形成肽键，而是以二硫键的形式连接。每形成一个肽键失去 1分子水，每形成 1个二硫键失去 2个 H。胰岛素分子中的 51 个氨基酸经脱水缩合的方式形成两条肽链，即 α链和 β链，共脱去 49个水分子， 3个二硫键失去 6个 H，所以其相对分子质量比原来共减少了 49 × 18 ＋ 6＝ 888 。

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